Полулед, полуогонь: физики обнаружили в магните новое состояние вещества

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет ScienceAlert.

В состоянии вещества полуогонь, полулед в магнитном материале спины (собственный момент импульса) электронов в атомах меди не упорядочены, как мерцающее пламя. А спины электронов иридия заморожены на месте, что придает им более сильное магнитное притяжение.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Заставить эту формацию сдвинуться с места казалось невозможным. Тем не менее, физики обнаружили, что изменение температуры переворачивает все состояние материала. Это научный прорыв, который является ключом к раскрытию потенциала Sr3CuIrO6 для квантовой информатики и микроэлектроники.

По словам ученых, поиск новых состояний вещества с экзотическими физическими свойствами и возможность понимать, а также контролировать переходы между этими состояниями, являются центральными проблемами в области физики конденсированных состояний и материаловедения. Решение этих проблем может привести к большим достижениям в таких технологиях, как квантовые вычисления и спинтроника.

Магнитные материалы могут принимать различные формы. В обычном ферромагнитном материале, таком как железо, спины электронов выровнены в одном направлении. Но в ферримагнитном материале Sr3CuIrO6 ученые обнаружили два состояния спина электронов.

По словам физиков, странная, наполовину огненная, наполовину ледяная фаза может быть вызвана внешним магнитным полем, и это довольно поразительно. Спины электронов меди являются неупорядоченными, в то время как спины электронов иридия выстраиваются в ряд.

Авторы исследования говорят, что несмотря на обширные исследования, они все еще не знали, как можно использовать это состояние, особенно потому, что хорошо известно, что модель Изинга, математическая модель ферромагнетизма, которая создает состояние полуогня, полульда, не содержит фазового перехода при конечной температуре. Поэтому физикам не хватало частей головоломки.

Эти части сошлись воедино в новом исследовании. Физики обнаружили, что в очень узком, конечном диапазоне температур скрывается близнец для фазы полуогня, полульда, то есть фаза полульда, полуогня, в которой медь становится упорядоченной, а иридий приходит в беспорядок.

Достижение физиков открывает новые возможности для будущих исследований скрытых фаз и их переходов. Это также означает, что изменение фазы можно строго контролировать.

Как уже писал Фокус, новый ускоритель частиц длиной 91 км должен помочь разгадать главные тайны Вселенной, в частности это касается природы темной материи и темной энергии.

Также Фокус писал о том, что неуловимые пришельцы из космоса запускают молнии на Земле. Ученые не до конца понимают, как возникают молнии. Теперь же исследователи считают, что решили давнюю загадку и один из источников молнии может иметь внеземное происхождение.